[发明专利]一种利用太阳能风能的智能烤房

摘要

本发明涉及一种利用太阳能风能的智能烤房。包括光伏组件、风力发电机、并网逆变器、菲涅尔聚光系统、除尘器、余热除湿器、加热器、真空管空气集热器、控制系统和烘烤室。光伏组件将太阳能转换为电能，风力发电机将风能转化为电能，并网逆变器将前面得到的直流电转变为交流电并入电网；除尘器用于除去烤房内抽出的循环空气中的粉尘，再将其送入余热除湿器；本发明针对能源短缺和传统烘干农副产品易受污染等问题，通过利用太阳能、风能和空气热能等清洁能源；采用的新能源烘烤方式。全程控制系统操作，实现智能自动化。

主权项

一种利用太阳能风能的智能烤房，其特征在于包括：光伏组件(1)、风力发电机(2)、并网逆变器(3)、菲涅尔聚光系统(4)、余热除湿器(5)、加热器(6)、除尘器(7)、真空管空气集热器(8)、控制系统(9)、烘烤室(10)、进气阀(11)；其中所述的光伏组件(1)选择当地太阳辐射强度大于560W/m²的地方倾斜布置，采用单轴跟踪方式将太阳能转化为电能；所述的风力发电机(2)布置在当地8m/s‑12m/s风场的地方，风力发电机(2)布置间距≥30m，将风能转化为电能；所述的并网逆变器(3)将光伏组件(1)和风力发电机(2)产生的电能经过转换后并入电网，电能的使用方式为自发自用、余电上网；所述的菲涅尔聚光系统(4)用于加热余热除湿器出来的空气；所述的烘烤室(10)顶部设有真空管空气集热器(8)，墙体采用隔热材料封闭，为了保证较大的换气量，隔热的地面处均匀设有直径为15‑18cm的管道，管道上面2‑5cm间距开有一个孔直径为5‑7cm的小孔，整个管道上有250‑350个小孔，小孔的孔径沿着管道的布置是增大的，热空气从管道的小孔中出来进入烘烤室(10)，使得烘烤室(10)的温度场是均匀的，却形成了尾流漩涡风场，与对应的除尘器抽湿口刚好形成迎风面，有利于产品的高效脱水；除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端，真空管空气集热器(8)加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统(9)采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的菲涅尔聚光系统(4)采用菲涅尔聚光镜镜面宽度10‑24cm，长度为2m，镜面采用单轴跟踪系统驱动，将太阳光聚焦在空气集热管10‑24cm处，用太阳能加热空气集热管内流动的空气；其背面布置二次反射镜，用于将聚光时的漏射光线再次反射聚焦在空气集热管上，减少损失；整个换热加热过程由余热除湿器(5)和加热器(6)组成，余热除湿器(5)回收余热后再次传递给加热器再次利用，还可以用作除去循环空气中的水蒸气，降低气体中的湿度；加热器(6)用作再次加热经过菲涅尔聚光系统(4)和真空管空气集热器(8)的热空气，使其出口空气温度达到烘烤额定50‑60℃温度；所述的除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端，用作除去从烤房内抽出空气中的粉尘，减少余热除湿器(5)与加热器(6)中翅片的积灰，维持换热效率；所述的控制系统(9)用以检测各部分管路温度和烤房内的温度、湿度、烟灰浓度和流量以及整个系统的漏气损失，并发出控制指令来控制各个部件的动作，维持整个烤房系统的正常运行；控制系统(9)采用CRESTRON AV2集中控制系统套装，控制系统(9)检测除尘器(7)前烘烤室(10)出口空气的流量以及加热器后进入烘烤室(10)前管道内的流量，对比之后得到循环空气的漏气损失，然后驱动除尘器之后的电机补充缺失的那部分新空气量，控制系统(9)还检测除尘器(7)前后的烟灰程度，调整除尘器功率，使除尘后的烟气烟尘浓度降低到0.1％的范围，对余热除湿器(5)前后的循环空气湿度进行检测，处理后发出指令控制余热除湿器(5)的功率使得除湿后的空气湿度低于0.01kg/kg，此外，还检测烘烤室(10)内中心垂直空间均匀三点的温度得到平均烘烤温度，与加热器(6)前测得的温度对比，驱动加热器(6)补充缺少的那部分热量，使得加热器(6)出口后的温度满足烘烤室(10)额定范围温度；针对夜晚及光照强度不良的天气，控制系统(9)检测余热除湿器(5)后的温度T1，并测得经过菲涅尔聚光系统(4)和真空管空气集热器(8)汇流后的空气温度T2，若T2‑T1≤0℃，考虑漏气损失和散热损失，则判定使用太阳能加热是不经济的，则由控制系统(9)发出指令控制三通阀，使得从余热除湿器(5)之后的除尘除湿空气直接从旁路系统进入加热器(6)，加热后送入烘烤室(10)；烘烤室(10)循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器，一般在夜晚和太阳辐射差的时候启用。